Котли на твердому паливі

Характеристики твердопаливних котлів

Твердопаливні котли працюють на дровах, деревних брикетах, гранулах, вугіллі або коксі. Деякі котли можу поєднувати всі перераховані види палива, а деякі працювати лише на одному з них. Крім того існують комбіновані моделі твердопаливних котлів, які здатні переключатися на рідке паливо або газ.

Незаперечною перевагою котлів на твердому паливі є економічність, а так само можливість створення повністю автономної системи опалення. Твердопаливні котли значно економічніші рідко-паливних, і тим більше електричних. Багато хто з них можуть працювати без електрики, а у віддалених, важкодоступних районах паливо можна знайти в найближчому лісі.

Загальним недоліком твердопаливних котлів є необхідність періодичної закладки палива, що вимагає постійного обслуговування котла. В залежності від типу, конструкції котла і режиму роботи, час між закладками може становити від декількох годин, до двох-трьох днів. Більш того, деякі моделі дозволяють встановити додатковий бункер з паливом та здійснювати його автоматичну подачу в зону горіння. Це дозволяє збільшити інтервал обслуговування котла до декількох діб. Зрозуміло, в такому випадку паливо має бути дрібно штучним - пелети або гранульований вугілля, а не дрова.

Котли на твердому паливі діляться на дві великі категорії, це котли з прямим спалюванням палива і піролізні (або газогенераторні). Пристрій звичайного котла з прямим спалюванням дуже простий. У камеру згоряння закладається паливо, яке горить, полум'я нагріває знаходиться зверху теплообмінник і проходить через нього теплоносій. Недоліком таких котлів є невисокий ККД, відповідно велика витрата палива і як наслідок необхідність частої його закладки приблизно раз на 4 години. Оскільки звичайні котли мають просту конструкцію, їх вартість невисока. Проте навіть серед класичних котлів зустрічаються більш складні, автоматизовані моделі, що мають системи допалювання горючих газів, які дозволяють підвищити ефективність роботи котла.

Твердопаливні котли тривалого горіння

Окремим різновидом котлів з прямим спалюванням палива є так звані твердопаливні котли тривалого горіння. Їх відрізняє вертикальна, як правило циліндрична форма і велика висота 1,5-2 метри. На відміну від класичних котлів, де партія палива підпалюється відразу, паливо в котлах тривалого горіння згорає пошарово, причому зверху вниз. Відбувається це завдяки особливому розподілу повітря всередині котла. Якщо в традиційному котлі повітря надходить знизу, то у котлів тривалого горіння все відбувається навпаки.

Усередині, в верхній частині котла знаходиться телескопічна труба з розподільником повітря на кінці, який спирається прямо на верхні завантажені поліна чи вугілля. Повітря подається по трубі через розподільник. Завдяки цьому зона горіння завжди знаходиться тільки у верхній частині паливного завантаження і становить 15 - 20см в товщину. У міру прогорання палива розподільник повітря опускається під власною вагою, і зона горіння зміщується вниз. Таким чином, поступово згорає вся партія палива, після чого трубу піднімають у вихідне положення за допомогою спеціального вбудованого троса.

Теплообмінником у котлів тривалого горіння є сам їх корпус. Він має подвійні стінки, простір між якими заповнений водою (теплоносієм). Зовнішні стінки додатково тепло-ізолюють, щоб зменшити втрати тепла і зробити зовнішню поверхню не надто гарячою.

Застосовуваний метод спалювання дозволяє підвищити ККД котла, і значно збільшити тривалість роботи на одному завантаженні. В залежності від інтенсивності режиму, моделі котла, час роботи котла тривалого горіння на одному завантаженні може становити від 6 до 36 годин.

Піролізні газогенераторні котли

В піролізних-газогенераторних котлах процес спалювання палива протікає інакше. Всередині котла знаходяться дві камери. У верхню камеру, на колосник, завантажують паливо і виробляють первинний підпалив. Потім, в умовах нестачі кисню, відбувається нагрів палива, як правило деревини, до високої температури близько 450 - 600 С, завдяки чому утворюється горючий піролізний газ. Цей процес якраз і називається піролізом. Під дією штучної тяги газ надходить у нижню камеру, змішується з повітрям і згорає при температурі 800-1200 С, утворюючи набагато більшу кількість теплової енергії, ніж у випадку прямого спалювання палива. У той же час, на шляху до димоходу, димові гази проходять через теплообмінник і температура димових газів, за умови правильної роботи піролізного котла, знаходиться в районі 150 градусів, що не накладає високих вимог до димоходів, в плані жароміцності і корозійної стійкості.

Піролізні котли мають високий ККД 80-95% і тривалим часом горіння від 6-12 годин, до доби і більше. У порівнянні з класичними котлами вони споживають набагато менше палива, але для досягнення максимальної ефективності їх потрібно топити сухими дровами. Приміром деревина вологістю 20% дають в два рази більше теплової потужності ніж при вологості 50%.

Рух повітря всередині піролізного котла здійснюється примусовим надувом за допомогою вентилятора (димососа), завдяки чому з'являється можливість досить точного регулювання потужності котла. У більш просунутих моделях можуть бути присутніми автоматизовані заслінки подачі повітря, а вся система в цілому регулюватися автоматикою.

За рахунок повного спалювання дров, при роботі піролізного котла утворюється мінімальна кількість сажі та золи, що спрощує його обслуговування. Крім того, під час експлуатації піролізного котла виділяється набагато менше шкідливих викидів, ніж при прямому спалюванні дров або вугілля. Характерною ознакою роботи піролізного котла є дим білого кольору, що виходить з димаря.

У певних умовах, недоліком більшості піролізних котлів є необхідність підключення їх до електромережі, що ускладнює побудову повністю автономної системи теплопостачання, хоча і не виключає її повністю. Автоматика та вентилятори піролізних котлів споживають невелику потужність в діапазоні 50-200 Вт, що при наявності автономного джерела електроенергії дозволяє забезпечити живлення котла. У теж час зустрічаються альтернативні конструкції піролізних котлів не нужденні в електропостачанні.

Підсумкова характеристика твердопаливних котлів

Плюси: